Sistemas de arrefecimento

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Sistemas de arrefecimento

  1. 1. Relatório Técnico Centro Universitário UNA - INSTITUTO POLITÉCNICO Disciplina: Máquinas térmicas II. Titulo: Sistema de Arrefecimento Curso: Engenharia Mecânica Professor: Leonardo Vinicius Aluno: Deborah Carolina Gomes de Oliveira. SETEMBRO/2015
  2. 2. 2 Sumário 1. Introdução....................................................................................................................3 2. Circuito de arrefecimento do motor...............................................................................4 3. Radiador.......................................................................................................................4 4. Eletroventilador............................................................................................................5 5. Reservatório de Expansão..............................................................................................6 6. Tampa reguladora de pressão........................................................................................6 7. Válvula termostática.....................................................................................................6 8. Mangueiras...................................................................................................................7 9. Bomba da água.............................................................................................................7 10. Liquido refrigerante...................................................................................................8 11. Revisão Bibliográfica..................................................................................................8 12. Referência Bibliográfica.............................................................................................9
  3. 3. 3 1. Introdução A engenharia dos motores de combustão interna, desenvolvidos a partir do fim do século IXX tem evoluído enormemente, criando máquinas cada vez mais complexas, com módulos de gerenciamento eletrônico que controlam todos os sistemas do motor, inclusive o de arrefecimento, para manter a temperatura ideal de funcionamento, maximizando a economia de combustível, o aproveitamento da energia gerada pelo motor e procurando reduzir ao máximo a emissão de poluentes para o ar. As diferentes variações de climas, altitudes, locais e condições das aplicações (automóveis, caminhões, ônibus, tratores agrícolas e máquinas para terraplenagem, barcos, unidades geradoras de energia, etc.) onde os motores têm que funcionar, causam sensíveis alterações em seu desempenho, exigindo regulagens, materiais e combustíveis cada vez mais específicos para o alcance das normas de qualidade estabelecidas em nível mundial. A globalização, com a importação e exportação de componentes, sistemas e produtos completos de lado a lado do mundo, também contribuem significativamente para o aumento desta complexidade técnica. Um dos sistemas de motores mais afetados pelas variações de clima, altitudes, cargas e horas de funcionamento, é o sistema de arrefecimento, pois a manutenção da temperatura nos níveis adequados a cada tipo de operação não é tarefa das mais fáceis.O motor desenvolve até 2.760ºC de calor dentro da câmara de combustão. Calor suficiente para fundir o motor completo em menos de trinta minutos, aproximadamente um terço da energia do combustível é convertida em potência utilizável para impulsionar o veículo, um terço é dissipada através do sistema de arrefecimento e o um terço remanescente é jogado fora pelo sistema de escapamento. Os projetos de motores atuais são mais leves e altamente potentes, com melhor controle de emissões, mas colocam uma responsabilidade cada vez maior na eficiência dos sistemas de arrefecimento pressurizados e em sua correta manutenção.
  4. 4. 4 2. Circuito de arrefecimento do motor O líquido de arrefecimento circula sob pressão por todas as partes internas das galerias de água do motor. A bomba d’água é responsável pela circulação da água por todo este circuito. Normalmente a bomba é do tipo rotativo, que geralmente é acionada pelo motor através da correia. O líquido de arrefecimento em seu percurso passa por diversos canais dentro do bloco motor, cabeçote, mangueiras efetuando assim a troca de calor. Porém, enquanto a temperatura desse motor for baixa (motor frio), este circuito de circulação permanecerá fechado até que o motor atinja a temperatura ideal de funcionamento, e a partir deste instante, a válvula termostática iniciará o processo de troca do líquido de arrefecimento. 3. Radiador O radiador é o componente do sistema que recebe o líquido aquecido e o devolve ao motor com uma temperatura mais baixa. Está posicionado geralmente à frente do motor, de forma a receber o fluxo de ar causado pelo movimento do ventilador. O radiador possui dutos internos para a circulação do líquido de arrefecimento, providos de aletas que direcionam o fluxo de ar e auxiliam a dissipar o calor, diminuindo a temperatura do líquido. Existem vários tipos de radiadores, mas a constituição é sempre de dutos e aletas. No passado, o conceito era que quanto maior fosse o radiador, melhor funcionaria. Os veículos tinham grandes radiadores feitos de cobre e latão, que realmente demoravam a aquecer-se, mas uma vez aquecidos, não baixavam a temperatura da água. Os dutos eram verticais, e a água aquecida entrava pela parte superior, atravessava os dutos de cima para baixo e saíam pela parte inferior. Assim, ou o motor funcionava abaixo da temperatura ideal ou superaquecido. Os radiadores atuais são mais estreitos,possuem poucas fileiras horizontais de dutos,confeccionados com materiais mais finos, permitindo que o líquido permaneça mais tempo dentro deles, fazendo a troca de calor com mais eficiência. Com dutos horizontais, os radiadores são também mais baixos e mais largos, permitindo uma configuração de veículos com perfil de carroçaria mais aerodinâmica.
  5. 5. 5 4. Eletroventilador O eletroventilador é acionado eletricamente, gerando um fluxo de ar forçado diretamente contra o radiador, toda vez que o fluxo de ar frontal produzido pelo movimento do veículo não for suficiente para retirar o calor da colméia do radiador. Isto ocorre normalmente no tráfego em baixa velocidade nas cidades, usando o motor sob condições limites (carga excessiva com aclives longos) ou quando o sistema de condicionador de ar é ligado. Figura 2
  6. 6. 6 5. Reservatório de Expansão O reservatório de expansão é dimensionado para conter o acréscimo de volume do líquido de arrefecimento no sistema, que ocorre durante o aquecimento do motor. Um importante processo de desaeração do líquido superaquecido, que vem do motor, ocorre no interior do reservatório, razão pela qual o mesmo possui várias divisões ou câmaras internas. 6. Tampa reguladora de pressão É um componente de aparência simples, com a importante função de manter o sistema de arrefecimento pressurizado conforme as especificações técnicas. 7. Válvula termostática
  7. 7. 7 Componente fundamental para garantir que o líquido esteja na faixa ideal de temperatura tem a função de controlar a vazão do líquido de arrefecimento que sai do motor para o radiador. A temperatura do líquido de arrefecimento é a que promove a abertura ou fechamento da válvula. A válvula termostática antiga possui acionamento mecânico e em alguns automóveis já estão sendo fabricados com válvula termostática elétrica controlada pela central de injeção eletrônica. Em alguns motores, pode existir mais de uma válvula termostática, pela necessidade de mais de dois fluxos diferentes para o líquido de arrefecimento. 8. Mangueiras Sua função é basicamente a condução do líquido de arrefecimento entre o motor e o radiador, entre o radiador e a bomba d’água e entre o motor e o habitáculo (nos veículos equipados com condicionador de ar / ar quente). 9. Bomba da água A bomba da água está posicionada, na maioria dos veículos, junto ao bloco do motor, sendo acionada pela correia da árvore de manivelas. Acompanhando a rotação do motor, pode absorver até 15% da Bomba da água eficiência do motor. Sua função é criar pressão para impulsionar o líquido de arrefecimento para que circule por to todas as galerias do motor e do radiador.
  8. 8. 8 10. Liquido refrigerante Uma mistura de água desmineralizada e protetor para o sistema de arrefecimento. Sua função é efetuar a troca de calor; ele ganha calor quando passa pelo motor à explosão e perde calor ao passar no radiador. O protetor do sistema de arrefecimento é um composto químico concentrado, desenvolvido para inibir a corrosão na proporção adequada e para proteger todos os metais do sistema de arrefecimento, prolongando a vida útil das peças e oferecendo excelente proteção contra corrosão e cavitação, além de lubrificar as mangueiras e todos os componentes do sistema. 11. Revisão Bibliográfica O sistema de arrefecimento é o sistema que controla a temperatura de água do motor à combustão interna. Portanto, quando o sistema de arrefecimento trabalha na temperatura ideal o motor terá maior durabilidade, menor desgaste e atrito, maior economia de combustível, menos manutenção, emitirá menos poluentes e aumentará seu desempenho. Os tipos de sistemas de refrigeração do motor estão divididos conforme o meio que dissipa o calor:  Troca direta através do ar; e  Troca indireta através do liquido de arrefecimento.
  9. 9. 9 A troca direta de calor é feita aumentando-se as superfícies externas pelo artifício de aletas apropriadas e a ventilação destas; é a refrigeração direta ou refrigeração a ar. A troca indireta é obtida pela refrigeração das paredes quentes e pela circulação continua de um liquido que é refrigerado em seguida; é a refrigeração indireta ou refrigeração à água. Os motores de combustão interna necessitam de um sistema de refrigeração que é fundamental para o seu bom funcionamento, pois a queima do combustível nos cilindros (câmara de combustão) libera grande quantidade de energia em forma de calor, que é dissipado através das paredes do cilindro, na superfície de deslizamento do pistão e no bloco do motor trocando calor com o liquido de arrefecimento. O sistema de arrefecimento indireto ilustrado na Figura se tornou o padrão nos motores que equipam tanto os veículos leves quanto os veículos pesados. A água pura não é mais utilizada como liquido do arrefecimento; atualmente é uma mistura de água (potável), anticongelante (etileno glicol em geral) e vários inibidores de corrosão, selecionados para cada aplicação específica. Uma concentração de anticongelante 30 a 50% coloca o ponto de ebulição da mistura do liquido de arrefecimento a 120 ° C e uma pressão de 1,4 Bar. 6 12. Referência Bibliográfica file:///C:/Users/DELL/Desktop/SERVI%C3%87OS%20DE%20ARREFECIMEN TO%20-%20AutoBrasil%20-%20BH,%20Brasil.html. Acesso em 27/09/2015 ás 20:31
  10. 10. 10 http://www.oficinabrasil.com.br/reportagens-tecnicas/344-parte-1-sistema-de- arrefecimento-funcionamento-e-componentes Acesso em 27/09/2015 as 21:00 hs. http://www.mte-thomson.com.br/site/wp- content/uploads/2012/06/Manual%20de%20Arrefecimento%20MTE- Thomson.pdf Acesso em 27/09/2015 as 21:00 hs. http://www.bibliotecadigital.unicamp.br/document/?view=000812549 Acesso em 27/09/2015 as 21:00 hs.

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